Общая характеристика геологической среды

Как указывалось в вводном разделе курса, под "гео­логической средой" понимают верхнюю часть литосферы, находящуюся под воздействием инженерно-хозяйственной деятельности человека. Мощность ее определяется глубиной проникновения в толщу горных пород глубоких и сверхглубоких буровых скважин. На конти­нентах она в среднем составляет 5-6 км, увеличиваясь в отдельных точках до 11 км. В океанах, учитывая бурение более 800 скважин с судов "Гломар Челленджер" и "Джойдес Резолюшн", ее нижняя граница проходит на глубине до 1,5 км ниже уровня морского дна.

К понятию "геологическая среда" приближается поня­тие "верхняя часть геологического разреза" (в узком значении этого термина) - объем геологической среды, соответствующий зоне наиболее активного техногенеза и оказывающий существенное воздействие на наземные и подземные сооружения, агротехнические и другие усло­вия хозяйственной деятельности. Мощность этого техногенно-деятельного слоя лежит в диапазоне от нуля до сотен метров. Верхняя часть геологического разреза - арена суммарного проявления природного геологического и техногенного процессов рассеивания вещества, а также разнообразных физических полей.

В различных структурных элементах Земли геологиче­ская среда и верхняя часть геологического разреза охватывают различные слои земной коры. На конти­нентах - это осадочный слой и верхний слой консо­лидированной коры (гранитно-метаморфический). По­следний обнажается в пределах складчатых поясов и на щитах древних платформ. Отдельными буровыми сква­жинами он вскрывается и в пределах континентальных платформенных плит. Нижний слой консолидированной континентальной коры инженерно-хозяйственной дея­тельностью пока не охвачен. Глубоководным океаническим бурением затронут в основном осадочный чехол океанов. Консолидированная часть океанской коры вскрыта лишь единичными скважинами.

В состав осадочного слоя входят различные осадочные горные породы, а также местами покровы и силлы основных магматических горных пород. Главную роль в гранитно-метаморфическом слое играют кристаллические сланцы, гнейсы, амфиболиты и граниты.

Геологическая среда находится в зоне воздействия современных тектонических движений, которые прояв­ляются как разнообразные дислокации. Наиболее уни­версальным повсеместно распространенным типом со­временных дислокаций, имеющих первоочередное геоэкологическое значение, являются трещиноватость и активные разрывные нарушения.

Трещиноватость наблюдается во всех горных породах, независимо от их возраста и петрографического состава, но в наиболее "чистом" виде, не искаженном другими деформациями, - в отложениях платформенного чехла. В своей ориентировке трещиноватость подчиняется опре­деленной закономерности - выделяются три пары со­пряженных систем трещин, из которых одна следует вдоль широт и меридианов (ортогональная система), а две другие занимают диагональное положение с ориентировкой к "сторонам света" 300-120° и 330-150°. Эта ориентировка связана с напряжениями, возникающими при изменении фигуры и скорости вращения Земли, -ротационными силами. Сами же трещины образуются в результате различных причин, основными из которых являются движения по разрывным нарушениям, диагенез осадочных пород и остывание магматических образо­ваний, происходящие в поле ротационных напряжений.

Кроме трещин и трещиноватости большая экологи­ческая роль принадлежит и активным коровым разрывам различной морфологии - сбросам, взбросам, сдвигам, надвигам и раздвигам, современные вертикальные и горизонтальные перемещения по которым определяют формирование рельефа и затрудняют инженерно-хозяйственную деятельность.

Геологическая среда находится в естественном на­пряженном состоянии и характеризуется в различных ее частях разными полями напряжения. Доказательст­вом являются деформации стволов буровых скважин, которые выражаются в изменении их поперечного сечения, искривлении или сдвиговом нарушении этих стволов.

Геологическая среда создает аномальные геофизи­ческие (магнитные, гравитационные, электромагнитные, геотермические и др.) и геохимические поля, представляющие собой совокупность отдельных аномалий. Аномалии геофизических и геохимических полей со­ставляют неотъемлемую часть окружающей среды и существенно влияют на нее.